本文涉及某型号卫星图像压缩数据解码系统FPGA设计与实现,用于卫星入轨运行后下传地面压缩码流数据的实时图像解码。该系统的设计难点有:（1）强实时性,实时接收高码率码流、低时延输出解码图像;（2）多模态性,兼容星上多功能模式、多算法种类产生的多模态压缩码流的解码重建;（3）高适应性,适应传输误码异常的压缩码流的解码重建。为此,论文设计实现了基于FPGA平台的多模态实时解码系统,具体内容如下:针对强实时解码难题,分析了压缩码流解码各环节的计算负载特性,定位出像素重建是制约图像解码实时性的瓶颈环节。基于时间并行和空间并行思想,设计了“流水线并行+块数据并行+流程并行”的三级并行解码架构;针对星上抽帧压缩等低码率码流解码结果的输出依赖后续数据“挤”出而导致的解码时延超标问题,提出解码图像帧尾残留数据填充技术,实现了当前帧解码结果的低时延输出。实测结果表明,针对600Mbps的输入压缩码流,典型图像解码速率可达2.0Gbps,解码时延小于110ms,满足系统实时性要求。针对多模态解码难题,分析星上压缩多相机数据、多工作模式、多压缩算法产生的多模态码流数据特点及其解码过程的异同点,提出“共性计算全局模块复用、个性计算局部功能定制”设计方法,有效降低了FPGA的资源开销,在3块K7系列的XC7K410T型FPGA上实时实现了扫描/凝视相机数据、全域/区域工作模式、帧内/帧间压缩算法的多模态码流数据的兼容解码,提高了系统集成度。针对高适应解码难题,分析了典型传输误码异常码流的解码扩散规律,提出了错码异常码流的定位、纠错、补偿机制,将解码误码扩散限制在像素级、子块级,有效避免误码全局扩散;提出了丢码异常码流的隔断、复位机制,避免影响后续帧解码。实测结果表明,解码系统能够适应码流错/丢码、数据突然断开或重连等异常情况,提高了系统异常情形适应性。